第五章黄酮类化合物

1、第五章第五章 黄酮类化合物黄酮类化合物 Flavonoids 本章内容本章内容 结构研究实例结构研究实例 检识与结构鉴定检识与结构鉴定 提取与分离提取与分离 理化性质与显色反应理化性质与显色反应 概述概述 学习要求学习要求 1.1.掌握黄酮类化合物的主要结构类型，掌握黄酮类化合物的主要结构类型， 了解结构之间的生物合成关系；了解结构之间的生物合成关系； 2.2.掌握黄酮类化合物的理化性质和显色掌握黄酮类化合物的理化性质和显色 反应；反应； 3.3.掌握黄酮类化合物的提取分离方法；掌握黄酮类化合物的提取分离方法； 4.4.掌握波谱法在黄酮类化合物结构鉴定掌握波谱法在黄酮类化合物结构鉴定 中的应用

2、，熟悉其色谱鉴定方法。中的应用，熟悉其色谱鉴定方法。 第一节第一节 概述概述 概述概述 定义：定义： 黄酮类化合物泛指两个苯环通过中黄酮类化合物泛指两个苯环通过中 央三碳链连结而成的一系列化合物。央三碳链连结而成的一系列化合物。 O A B C 1 2 3 45 6 7 8 1 23 4 56 C6-C3-C6 O O 2-2-苯基色原酮苯基色原酮 概述概述 黄酮类化合物为一类黄酮类化合物为一类植物色素植物色素，分，分 布广，数量大，生物活性温和而且多布广，数量大，生物活性温和而且多 样。样。 天然黄酮类化合物常以苷类形式天然黄酮类化合物常以苷类形式 （包括氧苷与（包括氧苷与碳苷碳苷）存在，糖

3、通常联）存在，糖通常联 在在A A环环6 6，8 8位。位。 重要的黄酮类化合物重要的黄酮类化合物 槲皮素 Quercetin 重要的黄酮类化合物重要的黄酮类化合物 橙皮苷橙皮苷 Hesperidin 重要的黄酮类化合物重要的黄酮类化合物 儿茶素 catechins 表儿茶素 Epicatechin OHO OH OH OH H H OH 重要的黄酮类化合物重要的黄酮类化合物 O O OH OH 大豆素 Daidzein 银杏黄酮 重要的黄酮类化合物重要的黄酮类化合物 多以苷的形式存在：O-苷和C-苷（见P73） 苷中常见糖的种类： 单糖：D-葡萄糖，D-半乳糖，D-木糖，L-鼠 李糖，L-阿

4、拉伯糖，D-葡萄糖醛酸 双糖：槐糖，龙胆二糖，芸香糖（Rha1 6Glc），新橙皮糖（Rha12Glc）等 三糖：龙胆三糖，槐三糖 酰化糖：2-乙酰葡萄糖，咖啡酰基葡萄糖 2 2、结构分类、结构分类 （一）结构分类（一）结构分类 分类的依据：分类的依据： 1 1、三碳链的氧化程度；、三碳链的氧化程度； 2 2、B B环的连接位置；环的连接位置； 3 3、三碳链是否成环。、三碳链是否成环。 O A B C 二、分类二、分类 黄酮类 黄酮醇类 二氢黄酮类 二氢黄酮醇类 O O O O OH O O O O OH 二、分类二、分类 异黄酮类 二氢异黄酮类 查耳酮类 花色素类 O O O O OH O

5、 O OH + 二、分类二、分类 黄烷-3-醇类 二黄烷-3,4-二醇类 二氢查耳酮类 橙酮类 O OH O OH OH OH O O O CH 二、分类二、分类 高异黄酮类 双苯吡酮类（酮类） O O O O 结构分类结构分类 黄酮类黄酮类 Flavone 黄酮醇类黄酮醇类 二氢黄酮二氢黄酮 类类 二氢黄酮二氢黄酮 醇类醇类 异黄酮类异黄酮类 高异黄酮高异黄酮 查耳酮查耳酮 二氢查耳酮二氢查耳酮 OH O OH O O O O O 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 A B C O O 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 A B OH C O O 1

6、2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 A B C O O 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 A B OH C O O 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 A B C 结构分类结构分类 鱼藤酮类鱼藤酮类黄烷黄烷-3-3-醇醇 类类 紫檀素类紫檀素类黄烷黄烷-3 -3，4- 4- 二醇类二醇类 花色素花色素橙酮橙酮 O O O O O O OH OH O OH O O CH O 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 A B C OH 3 3、生物活性、生物活性 对心血管系统的作用：对心血管系统的作用： 降低毛细血管脆性及异常

7、通透性降低毛细血管脆性及异常通透性 ：芦丁、橙皮苷：芦丁、橙皮苷 扩张冠状动脉，治疗冠心病：扩张冠状动脉，治疗冠心病： 葛根素葛根素 降压降压 抑制血小板聚集及血栓形成抑制血小板聚集及血栓形成 抗肝毒作用：水飞蓟素、（抗肝毒作用：水飞蓟素、（+ +）- -儿茶素儿茶素 抗炎作用：二氢槲皮素抗炎作用：二氢槲皮素 雌激素样作用：大豆素、染料木素等雌激素样作用：大豆素、染料木素等 抗菌、抗病毒作用：木樨草素、黄芩苷、黄芩素抗菌、抗病毒作用：木樨草素、黄芩苷、黄芩素 槲皮素、山萘素、二氢槲皮素槲皮素、山萘素、二氢槲皮素 泻下作用：营石苷泻下作用：营石苷 A A 解痉作用：异甘草素、大豆素解痉作用：异甘

8、草素、大豆素 3 3、生物活性、生物活性 第二节第二节 黄酮类化合物的理化性黄酮类化合物的理化性 质与显色反应质与显色反应 O O OH O O O O 1. 1. 颜色颜色 p 交叉共轭体系的存在交叉共轭体系的存在 O O OH 色原酮：无色色原酮：无色 黄酮（醇）：灰黄黄酮（醇）：灰黄- -黄色黄色 异黄酮：微黄色异黄酮：微黄色二氢黄酮（醇）：无色二氢黄酮（醇）：无色 一、性状一、性状 一、性状一、性状 1. 1. 颜色：颜色： p 助色团的引入，颜色加深助色团的引入，颜色加深 p 7,47,4引入助色团，对颜色影响较大引入助色团，对颜色影响较大 O O OH HOOH 7 4 2.2.物

9、态物态：多结晶性固体，少无定型粉末：多结晶性固体，少无定型粉末 3.3.光学活性：光学活性： 苷元：黄酮（醇），无光学活性苷元：黄酮（醇），无光学活性 二氢黄酮（醇）、黄烷醇，具光学活性二氢黄酮（醇）、黄烷醇，具光学活性 苷：苷： 有光学活性有光学活性 一、性状一、性状 O O OH O OH OH 注意：注意：花色素花色素的颜色随的颜色随pHpH不同而不同不同而不同 红红（pH7) pH8.5)pH8.5) 二、溶解性二、溶解性 （一）黄酮苷元（一）黄酮苷元 多难溶于水，易溶于有机溶剂（甲醇、多难溶于水，易溶于有机溶剂（甲醇、 乙醇、乙酸乙酯、乙醚）和稀碱液；乙醇、乙酸乙酯、乙醚）和稀碱液；

10、 1 1、平面型平面型分子的水溶性小于分子的水溶性小于非平面非平面型分型分 子；子； 2 2、花色素以、花色素以离子的形式离子的形式存在，具有盐的存在，具有盐的 通性，水溶性反而最大；通性，水溶性反而最大； （二）黄酮苷类：可溶于（二）黄酮苷类：可溶于热水热水、甲醇、甲醇、 乙醇、稀碱液，难溶于亲脂性有机溶乙醇、稀碱液，难溶于亲脂性有机溶 剂。剂。 1 1、多糖苷、多糖苷 单糖苷；单糖苷； 2 2、3-OH3-OH苷苷7-OH7-OH苷；苷； 二、溶解性二、溶解性 三、酸性与碱性三、酸性与碱性 （一）显著的酸性（一）显著的酸性 羟基位置羟基位置 酸性酸性 溶解性溶解性 7，4-二羟基二羟基强强

11、 弱弱 溶于溶于5%NaHCO3 7或或4-羟基羟基 溶于溶于5%Na2CO3 一般酚羟基一般酚羟基溶于溶于0.2%NaOH 5-羟基羟基 溶于溶于4%NaOH 酸性：来源分子中的酚羟基； 可溶于碱性水溶液、吡啶、甲酰胺及二甲基甲酰胺。 酸性强弱的比较：取决于羟基的数目和位置： 7,4-OH 7-或4 -OH 一般OH 5-OH O O HO OH OH OH OH （可用于提取、分离及鉴定工作）（可用于提取、分离及鉴定工作） 7 5 3 4 3 四、显色反应（见四、显色反应（见P75P75） 还原试验还原试验 1 1、盐酸盐酸镁粉反应镁粉反应（最常用）（最常用） 黄酮（醇）类黄酮（醇）类 二

12、氢黄酮（醇）类二氢黄酮（醇）类 阳性阳性 （红色红色） 查耳酮查耳酮 儿茶素类儿茶素类 异黄酮异黄酮 阴性阴性 注意：花色素、部分查耳酮等在浓注意：花色素、部分查耳酮等在浓HCl酸酸 性下变红，要做性下变红，要做空白对照空白对照实验，排除干扰。实验，排除干扰。 还原试验还原试验 2 2、四氢硼钠反应：（专属性）、四氢硼钠反应：（专属性） 二氢黄酮（醇）二氢黄酮（醇） 阳性（阳性（红色红色） 其它黄酮其它黄酮阴性阴性 附：二氢黄酮类化合物可与附：二氢黄酮类化合物可与磷钼酸磷钼酸试剂试剂 反应呈反应呈棕褐色棕褐色。 金属盐类的络合反应金属盐类的络合反应 可以发生金属盐类络合反应的基团：可以发生金属

13、盐类络合反应的基团： 常见的金属盐类：常见的金属盐类： 铝盐、镁盐、锆盐等。铝盐、镁盐、锆盐等。 O OOH OH OH OH OH 1 1、三氯化铝的显色反应：、三氯化铝的显色反应： 大多数黄酮显黄色并有荧光。大多数黄酮显黄色并有荧光。 例外：例外：4-OH4-OH或或7 7，4-4-二二OHOH黄酮醇显天蓝黄酮醇显天蓝 色荧光。色荧光。 用途：黄酮类化合物的定性定量分析。用途：黄酮类化合物的定性定量分析。 金属盐类的络合反应金属盐类的络合反应 2 2、醋酸铅的显色反应、醋酸铅的显色反应 试剂：中性醋酸铅或碱式醋酸铅试剂：中性醋酸铅或碱式醋酸铅 阳性结果：生成黄红色沉淀阳性结果：生成黄红色沉

14、淀 作用部位：作用部位： 金属盐类的络合反应金属盐类的络合反应 O OOH OH OH OH OH 3 3、锆盐、锆盐枸橼酸显色反应：枸橼酸显色反应： 用途：区别用途：区别3-OH 3-OH 和和/ /或或 5-OH5-OH的存在。的存在。 金属盐类的络合反应金属盐类的络合反应 O OOH OH O Zr Cl O H2O 注意：注意：3-3-羟基羟基黄酮产黄酮产 生的络合物稳定性大生的络合物稳定性大 于于5-5-羟基黄酮。羟基黄酮。 锆盐锆盐枸橼酸显色反应区别枸橼酸显色反应区别3-OH3-OH或或5-OH5-OH的存在的存在 样品样品/ MeOH 2%2%ZrOCl2/MeOH 溶液变黄溶液

15、变黄 有有3-OH和和/或或5-OH 2%枸橼酸枸橼酸/MeOH 仍显黄色仍显黄色 显著褪色显著褪色 有有3-OH无无3-OH，有，有5-OH 4 4、醋酸镁的显色反应、醋酸镁的显色反应 二氢黄酮二氢黄酮( (醇醇) )：天蓝色天蓝色荧光荧光 异黄酮、黄酮异黄酮、黄酮( (醇醇) ) ：黄：黄橙黄橙黄褐色荧光褐色荧光 5 5、氯化锶（、氯化锶（SrClSrCl2 2）的显色反应）的显色反应 具有具有邻二酚羟基邻二酚羟基结构的黄酮类化合物结构的黄酮类化合物: :绿绿 棕色棕色黑色沉淀黑色沉淀 金属盐类的络合反应金属盐类的络合反应 （三）硼酸的显色反应（三）硼酸的显色反应 OOH 具有具有结构的化

16、合物结构的化合物 在酸性条件下与硼酸反应生成亮黄色。在酸性条件下与硼酸反应生成亮黄色。 例如：例如： O OH O OHO （四）碱性试剂显色反应（四）碱性试剂显色反应 O O OH OH OH OCH3 O OH OH OH OCH3 OH OH H + 1 1、二氢黄酮类遇碱变黄、二氢黄酮类遇碱变黄橙色橙色 2 2、黄酮醇遇碱呈黄色，通入空气变棕色。、黄酮醇遇碱呈黄色，通入空气变棕色。 3 3、具有邻二酚羟基或、具有邻二酚羟基或3 3，4-4-二羟基取代时，二羟基取代时， 在碱液中由黄在碱液中由黄- -深红深红- -绿棕色沉淀。绿棕色沉淀。 第三节第三节 黄酮类化合物的黄酮类化合物的 提取

17、与分离提取与分离 黄酮类化合物的提取与分离黄酮类化合物的提取与分离 （一）醇提法（一）醇提法 9595% %乙醇乙醇 提取苷元提取苷元 60607070% %乙醇乙醇 提取苷类提取苷类 注意：注意： 1. 1.含杂质多，可用石油醚去油脂、蜡、叶含杂质多，可用石油醚去油脂、蜡、叶 绿素绿素 等脂溶性杂质。等脂溶性杂质。 2. 2.用炭粉吸附、酚用炭粉吸附、酚/ /水洗脱的方法水洗脱的方法进行苷进行苷 类成分的精制类成分的精制 药材药材 甲醇或乙醇提取，回收醇甲醇或乙醇提取，回收醇 浸膏浸膏 加水溶解加水溶解 水溶液水溶液 分别以不同极性溶剂萃取分别以不同极性溶剂萃取 （石油醚，氯仿，乙酸乙酯，正

18、丁醇）（石油醚，氯仿，乙酸乙酯，正丁醇） 石油醚层石油醚层 （小极性）（小极性） 氯仿层氯仿层 （苷元）（苷元） 乙酸乙酯层乙酸乙酯层 （大极性苷元（大极性苷元 及单糖苷）及单糖苷） 正丁醇层正丁醇层 （黄酮苷）（黄酮苷） 水层水层 （多糖等）（多糖等） 第三节第三节 提取分离方法提取分离方法 （二）沸水法（二）沸水法 适用于苷类和水溶性苷元的提取。适用于苷类和水溶性苷元的提取。 注意：注意： （1 1）酶的活性；）酶的活性； （2 2）糊化和变质；）糊化和变质； （3 3）加等量浓醇使蛋白质、多糖等）加等量浓醇使蛋白质、多糖等 水溶性杂质去除。水溶性杂质去除。 原理：原理：酚羟基与碱成盐，溶

19、于水；加酸后析出。酚羟基与碱成盐，溶于水；加酸后析出。 碱：碱：常用常用Ca(OH)2，或，或CaO水溶液。水溶液。 优点：优点：可使含酚羟基化合物成盐溶解，另一方面可使含酚羟基化合物成盐溶解，另一方面 可使含可使含COOH的果胶、粘液质、蛋白质等杂质形的果胶、粘液质、蛋白质等杂质形 成沉淀而除去。成沉淀而除去。 注意：注意：碱性碱性不宜过强，以免破坏黄酮母核；不宜过强，以免破坏黄酮母核； 酸化时，酸化时，酸性酸性不宜过强，不宜过强，pH34即可，以免即可，以免 形成盐而溶解。形成盐而溶解。 （三）碱提取酸沉淀法（三）碱提取酸沉淀法 样样品品 OH - 提提取取液液过过滤滤 H+ 沉沉淀淀 （

20、黄黄酮酮类类） 第三节第三节 提取分离方法提取分离方法 碱提酸沉法碱提酸沉法 搅拌下加搅拌下加 入石灰乳入石灰乳 加水加水 300ml300ml 槐花米槐花米 （15g15g） 调节调节 PH8-9PH8-9 直火加热直火加热 保持微保持微 沸沸30min30min 双层滤纸趁双层滤纸趁 热抽滤热抽滤 滤液滤液 残渣残渣 在在60-7060-70度下，用度下，用 浓盐酸调浓盐酸调PH3-4PH3-4 静置静置 实实 例例 操作操作 第三节第三节 提取分离方法提取分离方法 4.4.炭粉吸附法炭粉吸附法 药材甲醇提取物药材甲醇提取物 分次加入活性炭，搅拌，静置，分次加入活性炭，搅拌，静置， 检查上

21、清液有无黄酮反应，过滤检查上清液有无黄酮反应，过滤 滤液滤液吸附后活性炭粉吸附后活性炭粉 依次用沸水、沸甲醇、依次用沸水、沸甲醇、7% 酚酚/水、水、15%酚酚/醇洗脱醇洗脱 沸水沸水沸甲醇沸甲醇7%酚酚/ /水水15%酚酚/ /醇醇 浓缩，加乙醚浓缩，加乙醚 乙醚层（酚）乙醚层（酚） 水层（黄酮苷）水层（黄酮苷） 二、分离 （一）采用各种色谱方法： 硅胶色谱：按极性大小分离，主要分离极性小和中 等极性的化合物。 聚酰胺色谱：原理：氢键吸附 葡聚糖凝胶色谱：原理：分子筛结合吸附 第三节第三节 提取分离方法提取分离方法 应用：分离酸性强弱不同的黄酮苷元 酸性比较：7,4 -OH 7-或4-OH

22、一般OH 5-OH 溶于溶于 NaHCO3 Na2CO3 不同浓度的不同浓度的NaOH 样样 品品 乙醚乙醚乙醚液 乙醚液 依次依次 萃取萃取 5%NaHCO3 5%Na2CO3 0.2%NaOH 4%NaOH 分别分别 酸化酸化 各各 部部 分分 黄黄 酮酮 第三节第三节 提取分离方法提取分离方法 （二）梯度（二）梯度pH萃取法萃取法 （二）（二）分离分离 2.2.pHpH梯度萃取法梯度萃取法 适用于酸性强弱不同的黄酮苷元的分离。 混合物/乙醚 5%NaHCO3 5%NaHCO3 萃取 乙醚 酸化 回收 EtoAc EtoAc 5%NaCO3 5%NaCO3 乙醚 0.2%NaOH 碱液 乙

23、醚 （一般Ar-OH） 4%NaOH 碱液乙醚 （ 3，5-OH）（无-OH） （4-7二-OH） （ 4、 7-OH） 提取分离方法实例提取分离方法实例 1. 1.黄芩苷的提取分离方法黄芩苷的提取分离方法 黄芩粗粉黄芩粗粉 分别加分别加1010倍、倍、8 8倍量沸水煎煮两次，倍量沸水煎煮两次， 每次每次1 1小时，小时，过滤过滤 药渣药渣 滤液滤液 加盐酸调加盐酸调pH12, 80 pH12, 80 保温保温30min30min 静置，离心沉淀静置，离心沉淀 滤液滤液 沉淀沉淀 依次用水、依次用水、50%EtOH50%EtOH洗涤洗涤 95%EtOH95%EtOH重结晶重结晶 黄芩苷黄芩苷

24、O OOH O OH O OH OH OH COOH 2. 2.芦丁的提取方法芦丁的提取方法 提取分离方法实例提取分离方法实例 O OOH OH OH OH OglcOrha 槐花米粗粉槐花米粗粉 加加6 6倍量水和适量的硼砂，煮沸倍量水和适量的硼砂，煮沸 边搅拌边加入石灰乳至边搅拌边加入石灰乳至pH89pH89，微沸，微沸30min30min 趁热抽滤趁热抽滤 药渣药渣 滤液滤液 在在6070 6070 条件下，加浓盐酸调至条件下，加浓盐酸调至pH5pH5，静置，静置 抽滤抽滤 滤液滤液沉淀（芦丁粗品）沉淀（芦丁粗品） 第四节第四节 黄酮类化合物的黄酮类化合物的 检识与结构鉴定检识与结构鉴定

25、 检识与结构鉴定检识与结构鉴定 硅胶TLC 聚酰胺TLC 双向纸色谱法 第四节第四节 结构鉴定结构鉴定 第四节第四节 结构鉴定结构鉴定 第一向展开第一向展开：分配作用，醇性溶剂为展开剂。：分配作用，醇性溶剂为展开剂。 如：如：n-BuOH-HAc-H2O上层溶液。上层溶液。 Rf：苷元苷元单糖苷单糖苷双糖苷双糖苷 第二向展开第二向展开：吸附作用。水性溶剂为展开剂。：吸附作用。水性溶剂为展开剂。 如：如：26%HAc，3%NaCl等。等。 Rf：(1)苷元在原点附近，糖链越长，苷元在原点附近，糖链越长，Rf越大；越大； (2)苷元：黄酮苷元：黄酮(醇醇)，查耳酮，查耳酮 二氢黄酮二氢黄酮 (醇醇

26、)，二氢查耳酮，二氢查耳酮 双向纸色谱法双向纸色谱法 一、色谱法一、色谱法 （二）TLC 主要指吸附薄层，常用硅胶主要指吸附薄层，常用硅胶TLCTLC，聚酰胺，聚酰胺TLCTLC 。 硅胶硅胶TLCTLC：鉴定弱极性化合物。：鉴定弱极性化合物。 聚酰胺聚酰胺TLCTLC：分离大多数黄酮及苷类，适用范：分离大多数黄酮及苷类，适用范 围广，分离效果好。围广，分离效果好。 二、紫外光谱法 黄酮存在桂皮酰基及苯甲酰基组成的交叉共轭系统 ，在200400nm间，有两个主要的紫外吸收带 A环苯甲酰系统峰带环苯甲酰系统峰带II， 220280nm B环桂皮酰基系统环桂皮酰基系统 峰带峰带I，300400nm 共性：共性： B环环OH增加，增加，峰带峰带I 红移红移，特别是，特别是4-OH，红移大；，红移大； A环环OH增加，增加，峰带峰带II 红移红移。 O O O O - O O - + + （一）（一） 1.黄酮、黄酮醇类 带带I ：黄酮类：黄酮类 304350nm 黄酮醇（黄酮醇（3-OH被取代）被取代）328357 黄酮醇（黄酮醇（3-OH游离）游离） 352385 带带II ：240285nm 第四节第四